李莎
摘 要：农林废弃物来源广泛，数量巨大，如果不经任何处理任意堆积或者排放到环境中去，不仅会造成资源浪费，还会导致生态环境的严重破坏。该文综述了农林类废弃物的资源化利用技术及其在去除水体重金属污染中的研究进展，重点讨论了农林废弃物在水体重金属污染处理中的应用研究进展以及去除机理，为农林废弃物的资源化利用和在重金属污染水体治理中的应用提供参考。
关键词：农林废弃物 资源化利用 重金属废水 吸附机理
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（a）-0128-02
1 农林废弃物的种类
农林废弃物是农、林类产业在生产加工的过程中产生的副产物，其数量巨大，种类繁多。该类废弃物是一种重要的可再生资源，合理开发利用农林废弃物生物质材料，不仅可以提高资源利用率，提升其经济价值，还可以有效减少环境污染，符合我国现阶段环境保护政策和可持续发展理念[1]。农林废弃物主要包括农业生产废弃物、畜牧业废弃物、农产品加工废弃物、森林抚育和间伐期废弃物、木材加工和采运过程废弃物、林业产品加工过程废弃物等[2]。
2 农林废弃物在水体重金属污染治理中的研究
利用农林废弃物吸附去除重金属污染水体中的重金属离子是一种经济、高效的技术手段。然而多数天然的农林废弃类生物质材料对于重金属的吸附性能并无法满足实际应用的需要[3]，因此，目前对农林废弃类生物质材料的研究多集中于新型生物质材料吸附性能的研究、生物质材料吸附性能的改性优化研究和生物质材料的炭化制备研究。
2.1 农林废弃物制备新型生物质材料吸附性能的探索研究
有些农林废弃类生物质材料近年来已经得到了广泛的研究，但由于其种类繁多，结构复杂，许多材料可能具有更加良好的重金属吸附性能，但尚未被充分研究。因此，对新型生物质材料吸附性能的探索研究将有助于拓宽生物吸附剂来源范围，提升农林废弃物的利用价值。
近年来，许多学者关注于一些新的农林类废弃物材料制备的生物吸附剂上。Hasan S H[4]等对比研究了麦麸、玉米麸和水稻麸对硒离子的吸附能力，结果表明麦麸对硒离子的吸附效果较另外两种材料具有明显优势，其对四价和六价硒离子的吸附容量分别为89.28、80.65 μg·g-1。Ayoub A等[5]利用松木、柳枝稷和百慕大草制备了一种新型的半纤维素——壳聚糖生物吸附剂，对低浓度下的重金属离子吸附效果较好，在离子浓度为5 mg·L-1，pH值为5的条件下，对Pb2+、Cu2+、Ni2+离子的吸附容量分别为2.90、0.95、1.37 mg·g-1。
2.2 农林废弃物生物质材料吸附性能的改性优化研究
大部分天然农林废弃类生物质材料具有一定的重金属吸附能力，但是在应用过程中天然材料的吸附性能并无法满足实际需求，因此人们通过对已研究过的材料进行改性处理，达到优化其重金属吸附性能的目的。
Varala S等[6]利用制备卡兰贾油后的副产物脱脂种子作为生物吸附剂，通过响应曲面法研究了其对Zr（IV）离子的吸附性能，150 ℃处理后的吸附剂表面更加光滑，孔隙深度增加，对Zr（IV）离子的吸附容量为38.46 mg·g-1。Song S T等[7]研究了嫁接巯基改性后稻杆与未处理稻杆对Hg2+离子的吸附效果，改性后稻杆表面形态变得更为不规则，活性官能团种类增多，未改性和改性后的稻杆对Hg2+离子理论吸附容量分别为103.10、161.30 mg·g-1，改性后材料吸附性能明显提升。
2.3 农林废弃物生物质材料的炭化制备研究
以农林废弃类生物质为原料，在高温下隔绝空气加热制备的生物炭相比于原材料，具有更为发达的孔隙结构、更多的表面活性官能团和更加稳定的化学性质，基于农林废弃物成分构成，多数可作为制备生物炭原料。随着重金属污染的日益加剧，生物炭作为一种低成本、高效率的重金属吸附剂，在近年来逐渐成为研究者们重点关注的对象。
戴静[8]等利用木屑、米糠、稻杆、玉米秸杆为原料在不同温度下制备生物炭，其研究表明随热解温度升高生物炭对Pb2+和Cd2+离子的吸附效果越好，其中700 ℃下制备的稻杆生物炭吸附效果最好，对Pb2+和Cd2+离子的吸附容量分别为126.58、60.61 mg·g-1，同时X射线衍射分析表明，重金属离子在稻杆生物炭的表面主要以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和亚硫酸盐形式存在。谢超然等[9]使用500 ℃限氧裂解法将农林废弃物核桃青皮制成生物炭，该生物炭对Pb2+和Cu2+离子的吸附可在20 min内达到平衡，对两种离子的吸附容量分别为476.19、153.85 mg·g-1，远高于其他研究中的吸附量。
3 结语
将农林类废弃物作为生物质材料资源应用于环保和能源等领域，不但具有来源广泛、价格低廉等优势，同时大规模应用还可减少农林废弃物对环境的不良影响，提升经济效益，起到“以废治废”的效果。但农林废弃物的资源化利用在实际应用中还存在一些需要克服的問题，如：筛选廉价、高效、易得的材料，拓宽可资源化利用材料来源范围，提升其商业价值和实用性；深入研究农林类生物质材料资源化利用机理，建立完善的理论体系，指导农林废弃物材料在不同领域的合理应用；研究包括物理、化学、生物等处理工艺的综合利用，进一步开发农林废弃物材料的应用范围。
参考文献
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